如何学习计算机视觉范文第1篇

关键词：计算机视觉；课程创新；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0118-02

计算机视觉课程是人工智能学科的分支学科，对互联网技术的发展有着重要的推进作用。随着时代的飞速变迁，越来越多的学生对这一领域产生了浓厚的兴趣，计算机视觉课程在信息专业中也开始占据重要的地位。如何让学生对这门课程保持长久的兴趣，如何培养学生的专业能力和实践能力，是当前高校应该考虑的问题。经过近几年的教学实践后，很多高校已经逐步确定了通过实际应用培养学生兴趣的教学方法，在满足学生对计算机视觉应用需求的同时，加深了学生对理论知识的理解，这已经成为了当前高校计算机视觉课程教学的重要模式。

一、计算机视觉课程的特点

近年来，随着计算机网络的飞速发展，计算机视觉的应用也越来越广泛，成为了信息相关专业学生的一门必修课。计算机视觉课程涉及众多领域，包括人工智能与模式识别、应用数学等，其覆盖范围广，综合性较强。具体来说，计算机视觉课程有以下几个特点：一是内容广泛，理论抽象。计算机视觉是一门新技术，随着时代的变迁，互联网新技术的更新日新月异，这就使得课程内容的更新过快，内容广泛，教师很难在第一时间向学生输送所有的课程知识。二是计算机视觉课程涉及多个学科领域，并且所涉及的领域知识内容复杂，表达抽象，这对学生的学习来说是一个较大的障碍。三是实践性强。计算机视觉课程的知识内容来源于各种专业不同的领域，操作性极强，学生只有在具有一定的工程项目综合能力后，才能进行计算机视觉应用和操作。

二、计算机视觉与计算机图形学、数字图像处理之间的联系和区别

1.计算机视觉与计算机图形学的联系与区别。计算机视觉一般输入的都是图像或图像序列，其输入资料主要来自usb摄像头或是相机。经过处理后，计算机视觉输出的是对图像序列和图像对应的对真实世界的一种理解，在这一方面，计算机视觉有识别车牌、人脸的作用。而计算机图形学则是一种对虚拟场景的描述。它一般是由多个多边性数组组成，每个多边性有三个顶点，输出的是二维像素数组。在增强现实的应用中，人们不仅需要用计算机视觉来提高对物体识别和姿态获取的效率，还需要用到计算机图形学对虚拟三维物体的叠加方法。

2.计算机视觉与数字图像处理的联系和区别。首先，计算机视觉与数字图像处理之间的联系在于数字图像处理是计算机视觉处理的基础，而计算机视觉的研究成果也可以作为数字处理的素材。其次，计算机视觉与数字图像处理之间的区别在于图形是一种纯数字化、矢量的单位，而图像则不仅包括图形，有时还包括来自现实世界的信号，并且图形的处理不是一种简单的堆积，计算机视觉的处理要从图像中找到一些统计数据和信息，并做进一步的数据分析。

三、高校计算机视觉课程教学的创新策略

1.以工程应用为导向的课程内容。鉴于学习本课程的学生在毕业之后多数会进入相关工程企业或者研究院工作，因此，在对学生进行培养时，高校一方面要考虑到学生的知识接受度，另一方面要设置以工程应用为导向的课程内容，帮助学生更好的进入企业或研究院开展工作。高校在进行计算机视觉课程教学创新时，首先要创新课程教材，摒弃以往枯燥的理论书籍，多选取一些实践性和应用性强的教材。考虑到国内教材的滞后性和学生基础的薄弱性，高校应该选择以下两本书作为学生的专用教材：一本是我国著名教授贾云得编纂的《机器学习》，这部教材深刻体现了时展的教学要求，书中不仅详细讲述了计算机视觉中的一些基本知识，包括计算机视觉的基本概念、算法及其应用，还有一些经典的数字图像处理方法和视觉应用分析，对学生了解基础知识和实践内容有着重要的意义；另外一本是国内外十分推崇的计算机视觉著作，它是美国教授Richard Szeliski教授的作品。该书在2010年出版，获得了众多业界人士的好评。Richard Szeliski教授是华盛顿大学的兼职教授，也是微软研究院交互视觉与多媒体的主任，他对计算机视觉的发展和未来走向十分清楚，也深刻了解产业界和大学需要什么样的计算机视觉课程教材。因此，这本教材面向应用，与当今最新的科技成果紧密相连，综合论述了计算机视觉在各个领域的发展，展示了计算机视觉的最新研究成果和未来的发展趋势。此外，本书中还有详细的国外研究案例和更加深入的应用案例，适合学生开展探究性学习。两本教材都是遵循以工程应用为导向的原则，对学生开放性思维的培养有着重要的意义。

2.面向科技最新成果的课程定位。计算机视觉是一门新技术，科技创新是其发展的原动力，因此，高校在进行课程安排时，应该将当今计算机视觉领域的重要的科技成果作为计算机课程的基本教学内容。要想以科技最新成果定位计算机视觉课程，高校要做到以下两个方面：（1）选取涵盖最新成果的教材。考虑到不同学生的数字图像处理基础不一的问题，学校可以在课程中补充一些有关数字图像处理的基础内容。在选择教材内容时，计算机视觉课程的内容应该包括数字图像处理、视觉学习和模式识别这三大部分。数字图像处理是视觉课程的基础内容，主要向学生介绍数字图像处理和计算机视觉所涉及的一些基础知识，包括图像的分割和检测、图像滤波的处理等。数字图像处理是整个计算机课程学习的重要基础内容，其课时可占总课时的二分之一。其次，视觉部分是近几年来计算机视觉的最新科技成果，内容主要包括摄像机的几何设定和计算机摄影机的序列处理等。作为最前沿的科技领域，视觉部分将会是该课程后期的重点内容，与实践作业紧密结合。而模式识别则更多的是新技术的一种工程应用，学生会更多的涉及到实践操作，更好的培养学生的实践能力。（2）强化学生自学和调研能力。课程调研和实践是信息专业学生强化能力的重要方法之一，高校可以在课程项目中引入新技术的探究，在使课程在具有基础性、研究性的同时，具有一定的前沿性，还能让学生在第一时间了解到最新的科技成果和互联网应用技术。在课程调研和实践中，高校必须要强化学生的自学和调研能力，在调研时给每一个小组安排一位高年级研究生作为指导，每组学生独立完成任务，高年级研究生只做引导和辅助的作用。学生在自我设置调研程序，查找资料，理解和熟悉相关程序的时候，能够更加掌握最新科技成果的内容，同时还提高了学生的自学能力和团队协作能力。

3.工程实践化的教学形式。工程项目综合能力是信息专业的学生必须具备的素质之一，因此在计算机视觉课程的教学过程中，培养学生的工程实践能力是教学目标之一。高校可以采取以下两种方法：（1）选取适当的工程实例。对于信息专业的学生而言，计算机视觉课程各个独立的算法和方法较多，彼此没有过多的联系。这对学生来说过于抽象，不易理解，因此教师不应当仅仅限于知识的传授，还应该选取一些适当的工程实例，将知识体系串联在一起，加深学会对教学内容的理解，从而达到良好的教学效果。例如，在教学过程中，教师可以着重介绍手机制造的例子。手机是现在学生十分熟悉的产品，用手机举例更加贴近学生的生活，教师可以详细介绍手机键盘和主板的制造过程，并在这一过程中将所学的算法和理论融合进去，加深学生对知识的理解。其次，教师在手机讲解时，还可以引导学生思考类似的产品制造，从而引出数码相机的制造原理，和学生一起探讨其制造算法。这种做法不仅可以帮助学生学习，还可以让学生拓宽思路，发散思维，不断创新计算机视觉领域。（2）选择合适的实际应用。计算机视觉课程是一门实践性和操作性极强的学科，因此，为了学生更好的学习，教师要将理论工程实践化，选择合适的实际应用来提高学生的实践能力。教师可以安排学生进入手机制造厂房，给学生上一堂别开生面的实践课，详细介绍每个制造流程，并向学生不断抛出与课程有关的问题，引发学生的思考，比如选择什么样的模板匹配法可以更为简单。学生在不断的解答和提问中，对学科知识的了解也会逐步加深。其次，高校可以建立专门的实训基地，学生可以在基地里实践操作，将理论转化为实物，亲自尝试做出模型，这种做法可以极大地提高学生的实践能力，使学生更快的将理论转化为实际。

四、结语

在新形势下，高校应不断创新计算机视觉课程的教学模式，并以此展开教学活动，培养学生的实践能力和创新精神。将工程应用和科技最新成果结合的教学模式，有利于解决理论和实践相脱节的问题，在增强学生学习兴趣、提高学生独立分析能力的同时，还使学生接触了国际最新的研究成果，拓宽了学生的思路，这对学生未来的发展有着重要的意义。

参考文献：

[1]郭小勤，曹广忠.计算机视觉课程的CDIO教学改革实践[J].理工高教研究，2010，（05）.

[2]伦向敏，侯一民.高校《计算机视觉》课程辅助教学系统的研究[J].教育教学论坛，2012，（18）.

[3]陈芳林，刘亚东，沈辉.在《计算机视觉》课程中引入研讨式教学模式[J].当地教育理论和实践，2013，（07）.

[4]杨晨.视觉传达设计专业插画设计课程创新与实践人才培养机制探究[J].艺术科技，2015，（05）.

[5]蒋辰.基于数字媒体环境的视觉传达设计专业综合实验课程改革探证[J].文艺生活：中旬刊，2015，（07）.

[6]张胜利.视觉传达设计专业中色彩风景写生课程多元立体化教学模式的构建[J].美术教育研究，2015，（08）.

如何学习计算机视觉范文第2篇

关键字：多投影面；教学系统；沉浸式环境

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2014）02-0070-03

虚拟现实技术的发展使得计算机技术不再是完成某一项工作的重要工具，而是朝着更人性化的一面发展，它可以使用户足不出户就享受到计算机虚拟世界给我们带来的真实感觉。显示技术是最终形成虚拟环境的关键步骤。目前沉浸式显示技术正处于蓬勃发展的阶段。

多投影面沉浸式虚拟环境是由多台投影仪拼接而组成的大规模显示设备，加上各种人机交互设备，能够更加清晰地模拟现实世界场景以及对历史的逼真反映，给用户带来更佳的视野范围和更强的沉浸感，[1]它可以是对高性能计算结果或数据库的可视化，也可以是纯粹的虚拟空间。多投影面沉浸式虚拟环境为学校教学中创设鲜活的情境提供了技术支持，可以成为一种全新的教学平台，学习者可以以各种自然的交互手段与虚拟世界进行交互获取知识，改变了传统学习环境下学习者被动接受的学习方式，让学习者有一种主动学习的环境。

一、多投影面沉浸式虚拟环境的实现

1.系统总体设计

多投影面沉浸式虚拟环境按系统结构主要分为：投影系统、用户交互系统、图形与计算系统。投影系统主要包括投影仪阵列以及投影屏幕，用来显示大范围画面，实现沉浸式体验；用户交互系统是让用户通过各种虚拟现实交互设备与系统应用程序之间进行自然的交互；图形与计算系统是负责生成虚拟环境并对用户的交互信息进行处理。

在投影系统搭建的过程中，图1所示的多投影面沉浸式虚拟环境的系统设计方案如下：使用多台PC机、多台投影仪、一个摄像机，将其中一台PC机作为图像校正服务器（Client PC），负责捕获投影仪的反馈信息，计算校准数据；另外几台PC机（Server PC）作为客户端，分别连接一台投影仪，用于负责读取、处理并根据相应位置分布绘制各显示区域的数据；最后分别通过相应的投影仪输出到投影屏幕，构成一个完整的无缝的显示画面，各计算机通过局域网进行连接和通信，采用鼠标或键盘等方式与系统进行交互。

2.关键技术

在多投影面沉浸式虚拟环境的构建过程中，为了保证高清晰、实时流畅、逻辑上完整的显示效果，几何校正和颜色校正是最为关键的问题。技术流程如图2所示。

几何校正是为了解决单个投影在投影屏幕上产生畸变问题以及多个投影仪之间的画面对齐问题，使得整个投影画面看起来具有连续性。[2]

在本系统中，我们在前人研究的基础之上，采用一台反馈照相机来获取投影图像的几何位置信息，根据图像处理技术对原始图像进行几何畸变校正，使得各投影仪投出的图像能形成一幅完整的画面，使使用者完全沉浸在由多个投影仪创建的虚拟环境中。在实验过程中考虑到由照相机镜头自身畸变而造成的扭曲，所以在几何校正之前，我们采用张正友[3]提出的摄像机标定的方法对数码相机进行标定，从而对拍摄出的图像进行预校正。

几何校正方案如下：

第一步，特征点采集与处理。对每台投影仪以此投影一组特征图案，利用数码相机进行特征图案采集。再利用图像处理技术对拍摄图像进行处理，对投影仪依次编号记为Hi，与Hi对应的帧缓存中的特征点记为Fi；

第二步，求出所有投影仪显示区域的最大有效显示区域，并按等距离原则细分最大有效区域，记为Pi；

第三步，利用最小二乘法计算相机图像到投影仪帧缓存图像的映射关系，记为M。并求出映射矩阵M的逆矩阵M-1，再利用投影仪的有效显示区域预校正缓存区的图像。

为了真正地实现画面的完整性，还有一个必须解决的问题就是颜色校正问题。颜色校正主要用来解决不同投影仪表现在颜色上的差异而导致画面整体上的颜色不一致问题。所以要采用有效的方法尽可能地消除或缩小这种颜色差异，给人更好的视觉效果，具体算法本文不做详细介绍。

二、多投影面沉浸式虚拟环境的特点及应用实例

1.多投影面沉浸式虚拟环境的特点

①逼真性

在多投影面沉浸式虚拟环境中，逼真性主要表现在环境的真实性、视野范围的无限扩充和对象动作的流畅展示。通过增加投影仪的数量，使用超大的物理尺寸屏幕，可以体现出真实的图像质量，实现单个投影所不能获得的视觉效果，给用户带来身临其境的感觉。

②沉浸感

理想的虚拟环境是使用户达到难以分辨真假的程度。在多投影面沉浸式虚拟环境中，沉浸感主要是用户对由计算机创造和显示出来的虚拟环境的感知和认识。当用户置身在多投影面沉浸式虚拟环境中时，其感觉系统在处理来自虚拟环境中的视觉和其他感知数据时的方式如同在真实环境下一样。

③交互性

在多投影面沉浸式虚拟环境中，用户可以与计算机生成的虚拟环境进行自然交互，能够用人类自然的感知能力与虚拟环境中的对象进行实时交互，让我们很容易地进入角色，大大增强了参与其中的趣味性。

2.应用实例

根据多投影面沉浸式虚拟环境的特点以及其他领域的广泛应用，在教学系统中的应用可以分为两大类别的学科：①结构演示和位置信息展示等学科的学习。包括工程中的结构图、地理学习中的信息图示、模型演示等。如化学学习过程中，通过多投影面沉浸式虚拟环境真实地展示出物质分子结构模型。②动作演示类的科目。主要包括具体的操作以及与操作相关的位置信息等。其在医疗手术、化学实验的具体操作当中有很好的应用价值。

三、多投影面沉浸式虚拟环境对教学的促进作用

1.创建逼真的实习场，为情境学习提供更真实的学习环境

根据情境学习理论的观点，实践不是独立于学习的，意义也不是与实践和情境脉络相分离的，真正的意义是在实践和情境脉络中加以协商的。[4]情境学习的关键是创设学习环境，在教学场所与空间内必须有真实的情境作为学习活动的目标，即实习场的创建。然而学校的学习环境与现实生活中的环境是完全不一样的。如何创建这样的实习场就成为我们要考虑的问题。传统的抛锚式教学是通过真实化的录像境脉来呈现与解决问题相关的信息。然而，这样只能使学习者被动地观看，不能导致学习的发生。多投影面沉浸式虚拟环境通过无限扩充学习者的视角视野，为学习者营造出身临其境的感觉，将整个学习活动都抛锚在真实的情境之中。它构建出的实习场，不仅高度接近真实情境，将抽象化的知识具体化为可视化信息，而且其学习过程也与现实生活中的问题解决过程类似。学习者可以直接参与到“真实”的情境中，从而接触许多平时不易接触的场景。学生受到多感官强烈的刺激，增加了学习者体验的真实性，改变了学习者仅仅面对静态文字的传统学习方式。

2.沉浸式的学习体验，提高了学习者的参与性

人类学学家Lave在他的代表著作 《情境学习：合法的边缘性参与》中指出：学习应该从参与实际活动的过程中学习知识。[5]也就是学习者不是被动的观察者，而是主动参与其中的过程，那么如何使学习者主动参与其中而不偏离主题，这也是我们需要考虑的问题。另外，还有一些学者担心学习者参与到真实情境中可能会带来一些危险。多投影面沉浸式虚拟环境具有高仿真、宽屏幕、大视角、宏大震撼的效果，不再是传统的书本教育和普通的多媒体教学，能极大地提高学习者的学习热情和参与度，将学习者完全吸引并投入到当前情境中去，而忘却了计算机设备的存在，过滤掉很多不相关的知觉，使注意力完全集中到学习任务中去。为学习者提供了丰富的情感虚拟体验，使整个学习过程充满乐趣，亲身体验更加强化了学习者的记忆和知识的建构。

3.交互式学习环境，丰富了情境学习的趣味性

特洛伊・威廉姆斯（Troy Williams）在回顾了教育信息化发展的历程之后，提出为了给予学生力量，让我们把交互式学习技术带进教室吧。[6]其中就讲到了如何实现课堂教学中的交互活动最大化。多投影面沉浸式虚拟环境应用于教学的过程中，为学习者提供了更加直接的交互环境，学习者在与虚拟信息的交互中获得知识和经验，超越了传统的以知识接受为主的间接获取学习经验的方式，有助于培养学习者的动手实践能力和自主探索问题的能力。学习者通过与系统进行交互，置身于“超越现实、身临其境”的学习环境中。同时，多投影面沉浸式虚拟环境还是一个支持合作的协同环境，合作学习也是情境学习的重要方面，学习者可以以小组的形式参与到真实境脉中来，大大地改善了传统的课堂学习氛围，提高了学习者的学习积极性。在多投影面沉浸式虚拟环境中，学习者之间、学习者与教师之间进行协作，提出问题、讨论结果、分享发现、探索未知的领域。

四、总结

本文探讨了多投影面沉浸式虚拟环境对教学的重要作用，它所创造的逼真情境使学习者可以在课堂的实习场中体验到现实生活的经验，并且支持交互操作、学习的交流合作等，学习者沉浸在虚拟环境中，实现知识的建构和迁移，并还原到实际生活中去。多投影面沉浸式虚拟环境由于其高度沉浸感和交互性，在遥感技术、展览、工业设计、计算机可视化中具有非常好的应用前景。随着虚拟现实技术的发展以及在教学中的应用，多投影面沉浸式虚拟环境的教育意义也备受关注，其在教育领域仍有很大的发展空间，有待于我们积极开发和应用。

参考文献：

[1]林柏伟.PC架构的多投影面沉浸式虚拟环境及其应用[D].杭州：浙江大学，2003.

[2]黄淼，周志光，陶煜波，林海.基于数码相机参数还原的多屏拼接几何校正技术[J].计算机辅助设计与图形学学报，2010（10）.

[3]马颂德，张正友.计算机视觉[M].北京：科学出版社，1998.

[4]俞贞.情境学习和学校环境中实习场的建构[J].全球教育展望，2006（5）：35.

[5]王文静.人类学视野中的情境学习[J].外国中小学教育，2004（4）.

如何学习计算机视觉范文第3篇

关键词：听障学生 辅助设计 借鉴 艺术教学

中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0172-02

目前，电脑艺术设计专业是许多听障大学生选择的专业，由于听障学生的自身特点，他们虽然无法听到事物，但是观察力相较于健听学生更加敏锐些，尤其是对于一些电脑特效等，大多会吸引他们的注意力，同时他们对于电脑特效的细节也能够很好的观察出来。如果进行合理的指导教学，听障学生在电脑设计方面的制作能力往往高于健听学生。那么，针对听障大学生，如何更好地有针对性的进行计算机辅助设计教学，是每一个教授这门课程的老师不断思考的问题。根据两年多的教学研究，该研究者认为在听障大学生计算机辅助设计中要遵循以下几方面的原则。

1 灵活掌握各种计算机辅助设计软件

计算机辅助设计是具有交互性的，计算机设计中可以使用各种媒体信息进行编辑设计，计算机辅助设计使用的软件包括Photoshop IIIustrator InDesign等，利用各种计算机设计软件，可以进行海报设计、游戏界面设计、电脑插画设计、图书设计以及文字设计、网页设计等等。在使用计算机进行辅助设计的过程中，计算机可以将图片在电脑中产生各种视觉效果，并生成各种图像效果，根据不同的计算机辅助设计软件，可以对于图像进行各种效果的处理。并且不同的设计软件相互配合可以创作出各种设计效果如科幻电影中的电波效果、纸玩偶一样的个性空间、具有漫画感的神秘人物，合成火焰的梦幻效果以及各种字体效果等，这种设计技术的相互交互，使得学生在设计的过程中体验到不同的设计感。

但是，听障大学生在进行计算机辅助设计课程学习的过程中依然会有普通学生相同的问题，就是大多数学生在计算机辅助设计的各种软件学习过程中，更加注重各种设计软件的技术学习，忽视或不了解计算机辅助设计的核心是设计艺术的创意，在学习的过程中，学生的实际操作技术熟练只是教师进行教授的一个部分，而在计算机辅助设计中有属于自己的创意思想和想法才是计算机辅助设计的核心。因此，在进行计算机辅助设计之前，需要学生了解设计的主题源于思想，这个非常重要，也是比较难传授的。由于沟通的一些障碍，让所有学生明白在设计之初，思考的重要性是教师最费心力，但依然需要去做的工作。依据听障学生的特点，他们对于视觉冲击力比较强的事物往往会有比较高的注意度，对于学生自身参与的宣讲比较引起注意，因此，在指导听障学生思考的过程中要发挥他们的特点，在课堂教学中设计一些让学生参与的课堂教学项目，利用主动和被动两种方式使他们明白，在计算机辅助设计之前的思考是非常必要的，来达到授课之初的目的。

2 学会利用计算机辅助设计软件进行“借鉴”

在听障学生计算机辅助设计教学中，督促学生学会借鉴各种相关的设计材料，学会模仿。听障大学生对于视觉冲击较大的图片关注度比较高，同时，听障大学生很容易在学习的过程中受到相邻同学的影响，在计算机辅助设计过程中仿照同学进行设计。因此，在整个教学过程中，教师要设计总的学习进度，要运用不同的方法对学生进行引导，帮助听障学生了解什么样的借鉴是好的，分析他们在仿照过程中出现的各种问题，理清计算机辅助设计过程中出现的问题，引导学生看到在计算机辅助设计中，模仿与自我思考之间矛盾的观点和事实，并引导学生从不同的侧面来进行模仿图片的分析，了解模仿在设计过程中如何能够产生新的知识，并洞察出画面中值得自己学习的创意，明确他们的思路。由此，学生借鉴各种设计材料的前提是要了解各种不同计算机辅助设计软件的功能是如何满足设计的。比如在Photoshop绘画中，线条的很好运用在许多设计图片中是非常重要的，每条线条的使用都是有强弱、光滑度等等不同的差别变化，如何仿照借鉴来创造自己的素材库，把能够适合自己运用的线条进行完美使用，就要求学生借鉴仿照的图片，将有用的线条进行拷贝，然后在Photoshop中创建图层和创建区域，填充不同的颜色，取出自己需要的线条部分，并将图片进行分割，保存各种有价值的要素，成为自己的素材库，在插画、书籍、宣传册、网页等设计需要各种线条时进行使用。

计算机辅助设计中，选择合适的图片是设计师的一种能力表现，因此在对于听障学生计算机辅助设计教学中，在仿照借鉴的过程中，引导学生学会选择图片。图片具有不同的象征含义，一张图片的使用，以及图片颜色、大小等等的不同，在设计过程中都会呈现不同的效果，引导学生选择合适的图片，不仅仅是使学生学会图片的制作，同时也是学生设计能力的培养，这种能力的养成就需要教师在针对听障学生学习的过程中，不断强化他们养成观察各种设计图片的能力，留心每一张设计图片中值得借鉴的地方，有选择性的识别各种风格图片。

3 理论与实践相结合

在针对听障学生计算机辅助设计的过程中，将设计与现实社会需要相结合，与设计流行动态相吻合，不能只是教条的进行单纯的授课。比如，计算机辅助设计中通常都要有许多的字体出现，文字的设计并不是单纯的在电脑中寻找合适的字体，而是要保证整体设计之后，文字与图片相互搭配合适，效果更好，文字的使用不落俗套，突出自己的特别感觉和独特的方法。避免在设计的过程中过渡使用投影、浮雕或羽化等计算机效果，而忽视了设计中字体与图片必须相互协调，设计的图像要符合现实实际的需要，如何是具有设计感的设计，而不是技巧堆积的设计。另外，听障学生学习计算机辅助设计的最终目的是在之后的社会生活中运用，因此，对于听障学生的计算机辅助设计的教授过程中，适合社会需要的实际操作能力是需要加强培养的。

总之，在对于听障学生进行计算机辅助设计时，要从各类不同的计算机辅助设计软件入手，结合听障学生自身的特点，尽量发挥他们的优势，引导学生从设计思考入手，学会模仿和借鉴各类不同的材料和素材，最终达到利用各类计算机设计软件达到艺术设计的目的。

参考文献

[1] （韩）Yun Lee Sa Ra.设计师的PHOTOSHOP[M].徐家慧，译.北京：中国青年出版社，2011.

[2] （美）理查德.加纳罗，特尔玛.阿特休勒.艺术：让人成为人[M].舒予，吴珊，译.北京：北京大学出版社，2012.

如何学习计算机视觉范文第4篇

关键词：虚拟现实技术；实训；教育教学

前言

随着科学技术的迅猛发展，新的教学手段不断涌现，继多媒体技术之后，教学技术领域又出现一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。虚拟现实技术是近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。

目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。以计算机仿真和数控加工技术为基础，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境，形成了虚拟数控技术，如将其应用于实训教学上，必将对整个教学产生深远的影响。

1. 虚拟现实技术简述

虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人们可以通过视、听、触、嗅等手段所感受到的虚拟幻境。虚拟现实作为一项尖端科技，它集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。虚拟现实的最大特点是用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人们的认知手段和领域。

2. 我校虚拟现实技术发展现状

2008年完成基于VR(虚拟现实技术)的汽车发动机模拟训练系统。2009年完成基于VR(虚拟现实技术)的精雕数控机床模拟训练系统。两套系统目前已应用到实际教学当中。极大地提高了专业课的教学效果，受到了师生的一致好评。

3. 虚拟现实技术在教育教学中的现实意义

3.1虚拟现实技术开创了全新的学习场景――彻底打破空间、时间的限制

利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部，考察物体内部的工作情况。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。虚拟制造技术还可以应用计算机、交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生能如同在制造现场一样，与荧屏上出现的制造过程进行自由交流。基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景，构造出开放性的教学环境。

3.2虚拟现实技术提供了崭新的教学手段――构建实物虚化、虚物实化的方法

通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟和虚物实化，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。虚拟现实系统可以进行实物虚化，虚拟各种人物，创建虚拟课堂，在虚拟的课堂气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流讨论，开展启发式教学。运用虚拟现实技术，还可以使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视、听、触、觉获取外界的反应，通过学生自我组织，制定并执行学习计划，进行自我评价，开展适应式学习。还可通过小组或团队的形式，组织学生进行学习，成员间共享成果，开展协作式教学。

3.3虚拟现实技术变革了传统实训方式

运用虚拟现实技术，突破传统实训室的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间通过计算机自由地选择适合的学习训练内容，按照适合于自己的方式和速度进行学习，这种探索性的学习，模拟训练有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体情境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力。虚拟实训环境大大增加了实训时间和内容，减少了实际实训的耗材及实训环节中的危险性。

3.4虚拟现实技术丰富了课堂教学内容

利用虚拟现实技术，可丰富教学内容，将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行，由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。应用虚拟现实技术，还可恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示教学内容。利用计算机多媒体技术，制作各种仿真课件，创设所需要的某种虚拟情景，让学生进行模拟实验，从而极大丰富课堂的教学内容。

3.5虚拟现实技术节约了有限的教育成本――开展虚拟实验、进行虚拟生产

虚拟各种实验设备、实训环境和操作过程，使大多数课程可以在虚拟实验室中进行，大多数的技能可以在虚拟实训车间中进行训练，从而不必购置昂贵的实验实训设备。可以在节约大量昂贵的仪器设备费用的前提下，解决在教学中，因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而无法进行的教学实验，虚拟训练又可避免实验实训设备的损坏、训练材料的消耗等问题，从而有效节约教育成本。

4. 虚拟现实技术在教育应用中存在的问题及展望

可以预测，随着经济和技术的不断发展，虚拟现实技术将日益广泛地应用于教育教学领域。但目前的虚拟现实技术还存在一定的问题，主要表现在：

4.1虚拟环境与真实生产的差异

学生在虚拟的环境中学习，与在真实的生产中训练毕竟不同，因为如果仅考虑交互的真实性，那么无论如何身临其境，真正动手操作机器的效果要强于任何媒体教学。因此，虚拟现实技术不能完全代替具体真实的操作，它只能在一定程度上代替某些实验，而不能完全代替实践教学，尤其不能代替有创造性目的的试验。

4.2虚拟现实的效果还有待加强

虚拟现实的表示侧重于几何表示，缺乏逼真的物理、行为模型，虚拟现实技术在感知方面，视觉合成研究的较多，听觉、触觉关注较少，真实性与实时性不足，其虚拟的效果还需要进一步加强。

4.3硬件环境还有待提高

与虚拟现实技术相关的设备普遍存在使用不方便，效果不佳等情况，难以达到虚拟现实系统所需的要求，如中心计算机的处理速度还不足于满足在虚拟世界中巨大数据量处理实时性的需要，对数据存储能力也不足，基于嗅觉、味觉的设备还没有成熟及商品化。硬件设备品种有待进一步扩展。

4.4实现成本问题还有待降低

虚拟现实系统应用的相关设备价格也比较昂贵，且这些设备局限性很大，需要进一步发展其结构和制造技术，使其轻巧化和降低成本，才能更有利于推广应用。

虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体，目前已引起教育界的极大关注。随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低，这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学中，最终在现代教育领域中发挥其重要作用。

参考文献：

如何学习计算机视觉范文第5篇

【关键词】照相软件 人脸识别技术 计算机

人脸识别作为一项现代化科技技术，具有极大的发展空间。1964年，人脸识别（AFR）这一领域逐渐出现在人们的视野里，至于1991年至1997年，若干具有代表性的人脸识别算法诞生于世，到如今，以支持向量机为代表的统计学习理论被应用到了人脸识别中来。前人的侧重点在于对其算法的延伸探究，但就笔者而言，存在一定程度上专业知识的限制，因而根据自身的知识储备与探究能力，将人脸识别技术这一宽泛概念的探讨缩小至相对更贴近生活，且较为容易理解与研究的一个主题――对于照相机软件中人脸识别技术的探究，并由此展开对计算机人脸识别的部分性探究。

1 对于人脸识别技术的初步了解

科幻性质的故事往往以其并不符合实际的奇幻情节，模糊得描绘了现实世界未来的发展蓝图。这里不得不提及一部具有启发意义的电影――《生化危机》，电影中追踪主角行踪的卫星定位人脸识别技术，是否未来也将存在于我们的现实社会当中？由此，便联想到生活中照相软件的人脸识别是否也是通过相似的原理而执行的。

关于人脸识别，其本质上隶属于生物特征识别的一支。其余包含指纹识别，虹膜识别，DNA识别等技术。当今最为广泛运用的是指纹识别，但随之而来产生的是一定的安全性问题。例如去年热门的高考替考话题，指纹贴的出现使指纹识别的安全性受到质疑。而人脸识别仍处于一个不完全成熟的发展阶段，就目前现状来说，其所具有的不可复制性、自然性、不可察觉性，使其安全性与实用性都处于相对较高的水平。但同样，其技术难度也呈正比例增长。

通过对与计算机信息科技的学习，能够得出这样一个总结性结论：“人脸识别是通过计算机视觉的一些算法所实现的。”

前人对从不断更新的研究中得出，人脸识别的基本算法有四种：

（1）基于人脸特征点的识别算法（Feature-based recognition algorithms）。

（2）基于整幅人脸图像的识别算法（Appearance-based recognition algorithms）。

（3）基于模板的识别算法（Template-based recognition algorithms）。

（4）利用神经网络进行识别的算法（Recognition algorithms using neural network）。

当然，如今也早已存在许多其他的的算法能够支持人脸识别技术的实现。而对于该项技术的应用的范围也在逐渐扩大，门禁考勤系统、住宅安全管理、电子身份等等，都将在很大程度上的得益于其的不断发展。

让我们回到主题：照相机的人脸跟踪究竟是如何实现的呢？围绕这一问题，由浅及深，笔者将本文中的探究内容主要分为以下三个部分：

（1）图像在计算机内部的存储方式。

（2）计算机如何区分出物体与其所在背景。

（3）计算机如何定位人脸并从而实现识别功能。（注：由于照相软件只是作为一个对于人脸识别问题的切入点，单单深究照相软件会带来一定的局限性，因此二、三两点将跳过作为载体的照相软件，直接对于照相机功能背后的原理作进一步探究。）

1.1 图像在计算机内部的储存方式

计算机通过往往通过bitmap的形式来储存图像，也就是像素矩阵。

从结构上讲，计算机中储存的图像一把可以分为两大类，即矢量图和位图。矢量图通过数学公式计算获得，优点在于不会失真，但其最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。而位图的基本思想，则是把一幅图像按照行列进行分割，所获得的点成为像素。相机所拍摄获得的照片便是以位图的形式储存的。每一幅图像均是由无数像素组成，而每一个像素对应显存中1、8、16或24位二进制数来表示颜色信息。位数决定了图像所含的最大颜色数，位数越多，图像的色彩就越丰富。

1.2 计算机如何区分出物体与其所在背景

大致的过程可以由图1所知，用相对容易理解的话来解释，计算机对于区分物体与其所在背景，首先是通过对要是别的物体提取表面特征，然后再对真实的照片提取表面特征，最终在进行匹配，配合相应的算法，这样，计算机便可以区分出物体与其所在背景。

由此所延伸的科目是计算机视觉。

正如定义所提到：计算机视觉是一门关于如何运用照相机和计算机来获取我们所需的，被拍摄对象的数据与信息的学问。

通过这门科目，我们能够做到使用计算机来处理图像，并区分出目的对象。形象地说，在这门科目的辅助之下，计算机能够成为人类的第二双眼睛，对目标进行识别、跟踪和测量。

“One picture is worth ten thousand words.”图像的处理，将为人类提供巨大的便捷。

大致罗列出其处理所进行的步骤，分别是：图像获取、特征提取、检测分割、高级处理。

1.3 计算机如何定位人脸并从而实现识别功能

关于人脸的定位与识别，在很大一定程度上与区别物体与背景的技术存在着相似之处。但是人脸的定位与识别，又是更高于目标对象的识别的。这正是算法的不停更新与发展所带来的科技发展的结果。

目前比较流行的Cascade Classifier（Opencv中做人脸检测的时候的一个级联分类器）效果还是比较好的，正脸检测到的成功率能达到90%以上。

此外，在人脸局部区域特征提取时，一种叫做CNN（Convolutional Neural Network）卷积神经网络技术的运用――使用提取特征的filter对像素点进行几层处理，也为识别带来一定的便利。CNN运用到了深度学习，因此这里将拓展以下有关deep learning的概念：

deep learning的概念源于人工神经网络的研究。其三大框架为：CNN（Convolutional Neural Network，卷积神经网络），DBN（Deep Belief Network，深度置信网络），AE（AutoEncoder，自动编码机）。而目前在CV（Computer Vision的缩写，指计算机视觉）领域应用最广的是CNN。到近来也有很多人尝试用deep learning的方法来实现人脸识别，其与先前所提到的计算机区分物体和背景的原理也是相似的。

2 结论

回到最初的问题：照相机的人脸跟踪是如何实现的？综上所述，可以获得的结论是：照相机的人脸跟踪是通过计算机视觉的一些算法实现的。但这些算法在技术方面人仍然面临着一些难点，例如，在特征识别时，外界客观因素，有如，光线、着装遮挡、目标对象的姿态、脸型、样本缺乏等等尚未解决的问题。这些都使人脸识别技术尚有巨大的可发展空间。就像前段时间由推出的How Old do I Look线上脸部侦测服务，曾一度掀起热潮，可见，人们对于人脸识别技术的期望也是很高的。

那么，未来的人脸识别技术到底能够发展到何种程度呢？香港中文大学教授汤晓鸥、王晓刚及其研究团队曾在2014年6月宣布，他们研发的DeepID人脸识别技术的准确率超过99%，比肉眼识别更加精准。相信未来，计算机人脸识别技术将与我们共同成长，逐渐成熟与完善。毕业于UC Berkeley的博士贾扬清，创造了Caffe――全称Convolutional Architecture for Fast Feature Embedding，一个清晰而高效的深度学习框架，具有上手快、速度快、模块化、开放性、社区好等优点。如此不断迅捷发展的计算机技术，在这个数字化的时代，正是对未来发展很好的导向。

参考文献

[1]韦凤年.怎样写科技论文[J].河南水利，2006（09）.

[2]董琳，赵怀勋.人脸识别技术的研究现状与展望[J].China Academic Journal Electronic Publishing House，2011，10.

作者简介

孙文倩（1998-），上海市人。现在上海市洋泾中学高中在读。